半导体器件制造技术

本发明专利技术提供一种具有硅波导的光的传播特性不会发生劣化的中介层的半导体器件。中介层(IP1)具有例如沿着x方向配置的多个相同的功能块(MD)，该功能块(MD)具有搭载有半导体芯片的第一区域(R1)、搭载有发光元件芯片的第二区域(R2)、搭载有受光元件芯片的第三区域(R3)以及多个硅波导(PC)。而且，第二区域(R2)以及第三区域(R3)配置于第一区域(R1)与中介层(IP1)的沿着x方向的第一边之间。另外，多个硅波导(PC)配置于第二区域(R2)以及第三区域(R3)与上述第一边之间，并从第二区域(R2)以及第三区域(R3)向上述第一边延伸，没有形成于在x方向上彼此相邻的功能块(MD)之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件，例如能够恰当地应用于具有硅中介层(以下，简称为中介层)的半导体器件，该硅中介层用于将以基于硅光子技术的光波导(SiliconPhotonicsOpticalWaveguide)作为输入输出布线的同一LSI(LargeScaleIntegration，超大规模集成电路)集成多个。
技术介绍
在JP特开2003-23090号公报(专利文献1)中记载有一种针对每个通过将集成电路装置按照规定的面积标准化而得到的标准块搭载各功能块的技术。另外，在JP特开平11-67639号公报(专利文献2)中披露有一种在拼接曝光的连接余量中在布线图案的端部附加三角形的附加图案的技术。另外，在JP特开平05-47622号公报(专利文献3)中记载有一种集成电路，尤其研究了从大芯片分割为多个子芯片的分割方法，使大部分工序能够在多个子芯片间使用共同的掩膜，仅有少数工序中的掩膜需在子芯片间个别准备。专利文献1：JP特开2003-23090号公报专利文献2：JP特开平11-67639号公报专利文献3：JP特开平05-47622号公报由于中介层搭载多个芯片，所以需要很大的平面面积。由于硅光子是使用硅半导体工艺制造的，所以根据平面面积不同，有时需要分割成达到能够用光掩模进行图案化的大小的区域。但是，在分割曝光中，若在分割的边界部分因曝光掩膜的叠合精度的误差而产生曝光掩膜的叠合错位，则在硅波导的表面会形成轻微凹凸，发生光散射，在硅波导上产生光的传播损耗。因此，需要避免受到曝光掩膜的叠合错位的影响。
技术实现思路
其他课题和新颖的技术特征能够根据本说明书的说明以及附图而变得明确。一个实施方式的半导体器件具有平面形状是四方形状的中介层，中介层具有沿着第一方向配置的多个相同的功能块，其功能块具有配置有电子设备的第一区域、配置有光设备的第二区域以及多个光波导。而且，第二区域配置于第一区域与中介层的沿着第一方向的第一边之间，多个光波导配置于第二区域与第一边之间，并从第二区域向第一边延伸。根据一个实施方式，能够提供一种具有硅波导的光的传播特性不会发生劣化的中介层的半导体器件。附图说明图1中的(a)及(b)分别是构成实施方式1的中介层的一个功能块的主要部分俯视图以及中介层的主要部分俯视图。图2是将沿着图1中的(b)的A1-A1线的截面和沿着A2-A2线的截面合在一起的中介层的主要部分剖视图。图3中的(a)及(b)分别是构成实施方式1的半导体器件的一个功能块的主要部分俯视图以及半导体器件的主要部分俯视图。图4是将沿着图3中的(b)的B1-B1线的截面和沿着B2-B2线的截面合在一起的半导体器件的主要部分剖视图。图5中的(a)及(b)分别是实施方式1的半导体器件的变形例1的主要部分俯视图以及变形例2的主要部分俯视图。图6是说明实施方式1的与外部的光学系统之间的第一连接方法的概略图。图7是说明实施方式1的与外部的光学系统之间的第二连接方法的概略图。图8是示出实施方式1的使用光栅耦合器(GratingCoupler)将硅波导与光纤连接的半导体器件的示意图。图9是示出实施方式1的使用模斑转换器将硅波导与光纤连接的半导体器件的示意图。图10是示出实施方式1的服务器集群的概念图。图11是实施方式2的半导体器件的主要部分俯视图。图12是示出本专利技术的专利技术人进行了比较讨论的半导体器件的一个例子的主要部分俯视图。附图标记说明BGA球栅阵列CL1、CL2绝缘膜CT开口部IL层间绝缘膜IP0、IP1、IP1a、IP1b、IP2、IP3、IP4、IP5中介层LC光连接器LD发光元件LDC发光元件芯片LF光纤LSI半导体集成电路MD功能块ML导电布线MS印刷布线基板PC硅波导PD受光元件PDC受光元件芯片PL保护膜R1第一区域R2第二区域R3第三区域SB衬底SD半导体器件SC、SC1、SC2半导体芯片SR服务器机架SV服务器TE外部端子TE1外部端子TE2a、TE2b外部端子具体实施方式在以下的实施方式中，为了方便，在必要时，分割成多个段落或者实施方式进行说明，但是除了特别说明的情况以外，这些部分并不是彼此无关的，而是存在一方面是另一方面的一部分或者全部的变形例、详细情况、补充说明等关系。另外，在以下的实施方式中，在提及要素的数量等(包含个数、数值、量、范围等)的情况下，除了特别说明的情况以及在原理上明确地限定于特定的数的情况等以外，都不限定于该特定的数，在特定的数以上或以下都可以。另外，在以下的实施方式中，其构成要素(也包含步骤要素等)除了特别说明的情况以及在原理上明确地认为是必须的情况等以外，不一定是必须的要素。另外，在提到“由A组成”、“由A构成”、“具有A”、“包含A”时，除了特别说明是仅包含该要素的意思的情况等以外，并非排除除此以外的要素。同样，在以下的实施方式中，在提及构成要素等的形状、位置关系等时，除了特别说明的情况以及在原理上明确地认为不是那样等的情况以外，认为包含实质上与该形状等近似或者类似等的构成要素。在这一点上，针对上述数值以及范围也是同样的。另外，在用于说明以下的实施方式的全部附图中，原则上对具有同一功能的要素标注相同的附图标记，并省略其重复的说明。另外，在以下的实施方式所使用的附图中，虽然是俯视图，但是为了容易观察附图，在硅波导上添加了阴影线。以下，基于附图来详细地说明本实施方式。首先，为了使实施方式的半导体器件更明确，针对由本专利技术的专利技术人发现的构成半导体器件的中介层所要解决的问题进行详细说明。中介层是指将端子间距离彼此不同的基板之间连接的基板，称为布线间距转换基板。经由积层(build-up)基板或者厚膜基板等能够实现高密度布线的布线基板来进行布线间距的转换。但是，若信号的传输量大幅度地增大，与此伴随地系统的工作频率也要提高，则在导电布线连接方面存在限制。近年，人们积极地开发所谓的硅光子技术，这种技术制作以硅为材料的光信号用的传输线路，以由该光信号用的传输线路构成的光电路为平台(platform)，集成各种光设备和电子设备并由此实现光通信用模块。与如印刷布线基板那样使用导电布线的情况相比，通过使用硅波导作为光布线，能够大幅度地消除传输延迟的瓶颈，从而能够进行高速的数据传输。图12是示出本专利技术的专利技术人进行了比较讨论的半导体器件的一个例子的主要部分俯视图。在图12中，在中介层IP0的主面形成有由4个相同的半导体芯片SC以2行×2列的方式配置的多核心。而且，与一个半导体芯片SC邻接地配置有一个发光元件(激光二极管)芯片LDC和一个受光元件(光电二极管)芯片PDC。半导体芯片SC与电源电位或者接地电位、半导体芯片SC与发光元件芯片LDC以及半导体芯片SC与受光元件芯片PDC通过导电布线ML电连接，该导电布线ML是由形成于中介层IP0的主面的导电性材料构成的。另一方面，例如使用光纤从发光元件芯片LDC输出光信号以及向受光元件芯片PDC输入光信号，该光纤与发光元件芯片LDC或者受光元件芯片PDC通过硅波导PC连接。但是，如图12所示，在将用于与光纤连接的硅波导PC的一端部汇集于中介层IP0的一边的情况下，在形成硅波导PC时，为了不分离地曝光一个硅波导PC，需要最少两张图案布局彼此不同的曝光掩膜(纸面上方区域用的曝光掩膜和纸面下方区域用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，其具有平面形状是四方形状的中介层，其特征在于，所述中介层具有沿着第一方向配置的多个相同的功能块，所述功能块具有配置电子设备的第一区域、配置光设备的第二区域以及多个光波导，在各个所述功能块中，所述第二区域配置于所述第一区域与所述中介层的沿着所述第一方向的第一边之间，所述多个光波导配置于所述第二区域与所述第一边之间，从所述第二区域向所述第一边延伸。

【技术特征摘要】
2015.07.22 JP 2015-1451801.一种半导体器件，其具有平面形状是四方形状的中介层，其特征在于，所述中介层具有沿着第一方向配置的多个相同的功能块，所述功能块具有配置电子设备的第一区域、配置光设备的第二区域以及多个光波导，在各个所述功能块中，所述第二区域配置于所述第一区域与所述中介层的沿着所述第一方向的第一边之间，所述多个光波导配置于所述第二区域与所述第一边之间，从所述第二区域向所述第一边延伸。2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述中介层具有：由硅构成的衬底；形成于所述衬底的上表面的第一绝缘层；形成于所述第一绝缘层上的由硅构成的所述多个光波导；以覆盖所述多个光波导的方式形成的第二绝缘层；以及形成于所述第二绝缘层上的多个导电布线。3.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述多个导电布线中的供给电源电位或者接地电位的导电布线在所述第一方向上彼此相邻的所述功能块之间沿着所述第一方向延伸。4.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述光设备由与形成所述多个光波导的硅同一层的硅形成。5.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述多个光波导没有形成于在所述第一方向上彼此相邻的所述功能块之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：绵贯真一，中柴康隆，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP